Downloaded 63 times
Uploaded bySMA Negeri 9 KERINCI
Fluida Statis
Dokumen ini berisi soal-soal terkait mekanika fluida statis dengan fokus pada konsep gaya apung, massa jenis, dan tekanan. Setiap pertanyaan dilengkapi dengan jawaban yang benar, mencakup berbagai kasus seperti benda yang terapung, berat jenis zat cair, dan gaya angkat pada objek dalam fluida. Soal-soal ini sebagian besar berasal dari ujian masuk perguruan tinggi dan mencakup berbagai tingkat kesulitan.
More Related Content
More from SMA Negeri 9 KERINCI
Fluida Statis
- 1. Mekanika FLUIDA STATIS 1. UMPTN1989 Rayon C Dimensi 21 −− TML menyatakan dimensi besaran …. A. gaya B. energi C. daya D. tekanan E. momentum Jawab : D>>> 2121 2 2 ))()(( / −−−− ==== TMLsmkg m skgm A F P 2. UMPTN 1990 Rayon A Jika percepatan gravitasi adalah 2 /8,9 smg = , maka berat jenis air raksa dalam satuan SI adalah … A. 3 /6,13 dmkg C. 3 /10006,13 mkgx E. 3 /6,13 mN B. 3 /8,910006,13 mNxx D. 3 /9816,13 cmdynex Jawab : B )/(8,910006,13?...;gram/cm6,13;m/s8,9 332 − ==↑=== mNxxgBJBJg ρρ 3. Suatu benda dimasukkan kedalam cairan yang massa jenisnya 1200 kg/m3 (keadaan benda dilihat pada gambar). Massa jenis benda tersebut adalah …kg/m3 A. 600 C. 900 E. 2400 B. 750 D. 1200 Jawab : A ?...;;m/s10;2;kg/m1200 23 ===== babc aVgaV ρρ 3 /600 2 1200 mkg a xa V V FaW b aa b ===↑= ρ ρ 4. Ganesa Operation Sebuah benda dimasukkan ke dalam air. Ternyata 25% dari benda terapung di atas permukaan air. Maka besar massa jenis benda adalah … 3 / cmg A. 0,25 B. 0,4 C. 0,50 D. 0,60 E. 0,75 Jawab : E aabbaba baaba gVggVV gVgVFWFVVVV ρρρρρρρ ρρρρ 75,0 1 75,0 )75,0()25,0( 00?...;g/cm1;%25; 1 3 21 ==↑=↑=− =↑=−↑=↑==== ∑ www.mhharismansur.com a a 4
- 2. Mekanika 5. Sepotong kayuterapung dengan 1/5 bagian tercelup dalam air, jika massa jenis air 33 /10 mkg=ρ . Maka massa jenis kayu adalah … kg/m3 A. 2x102 B. 4x102 C. 6x102 D. 8x102 E. 10x102 Jawab : A 35 1 3 5 133 kg/m20010?...;;;/10 ===↑==== V V x V V VVVVmkg k a akkaka ρρρρ 6. Sebuah benda dicelupkan kedalam minyak tanah ( 3 /8,0 cmgr=ρ ), seperempat bagian benda muncul dipermukaan minyak, Maka massa jenis benda tersebut adalah … gr/cm3 A. 0,2 C. 0,4 E. 0,9 B. 0,3 D. 0,6 Jawab : D ?...:::gr/cm8,0 4 33 ==== bb aVaV ρρ 34 3 gr/cm6,0 4 38,0)(8,0 .... ==== =↑=↑=↑= x a a V V V V VVVgVgFW b b b bbbbb ρ ρ ρ ρρρρρ 7. Balok kayu bervolume 800 cm3 terapung dalam air, seperti pada gambar disamping. Jika volume yang terendam 200 cm3 . Jika (g=10 m/s2 ) dan massa jenis air 1000 kg/m3 , maka jenis balok kayu adalah … kg/m3 A. 4,00x103 C. 0,25x103 E. 0,10x103 B. 1,00x103 D. 0,15x103 Jawab : C V1=800 m3 (terapung) : V2=200 m3 (terendam) ?...:/1000 3 == ba mkg ρρ 2212 )( VVVVVFaW ababb ρρρρ =+↑=↑= 3 21 2 /200 200800 2001000 )( mkg x VV Va b = + = + = ρ ρ 8. Balon udara berisi gas hydrogen sebanyak 600 m3 yang massa jenisnya 0,09kg/m3 , massa balon 250 kg. Apabila massa jenis udara disekitar balon 1,2 kg/m3 , maka balon udara tersebut mampu mengangkat beban sebesar …kg A. 240 B. 250 C. 304 D. 416 E. 720 www.mhharismansur.com 1/4 a 5
- 3. Mekanika Jawab : C kgxm Vmm gVgmgmFFW msmgkgmmV mkgmkg beban HHbalonbeban HHbalonbebanHU bebanbalonH UH 30454250)60009,0(250 .. ?....:/10:250:600 /2,1:/09,0 23 33 =+=+= +=∴ +=↑+= ==== == ρ ρ ρρ 9.Sepotong kaca di udara memiliki berat 25 N dan massa jenis kaca 23 /105,2 mkgxk =ρ . Bila massa jenis air 23 /10 mkga =ρ dan g=10 m/s2 , maka berat kaca didalam air adalah …N A. 10 B. 15 C. 20 D. 25 E. 30 Jawab : B N x xWWgVWFWW WNWmkgmkgx k a uubauaua auak 15) 105,2 10 25(25 ?...:25:/10:/105,2 3 3 3333 =−=−=−=−= ==== ρ ρ ρ ρρ 10. Sebuah batu bervolume 0,5 m3 tercelup seluruhnya ke dalam zat cair yang massa jenisnya 3 /5,1 cmgc =ρ dan g=10 m/s2 , maka batu akan mendapatkan gaya keatas sebesar … N A. 1500 B. 3000 C. 4500 D. 7500 E. 9000 Jawab : D NxxxVgFFmVcmg cc 7500105,0105,1?...:5,0:/5,1 333 ===↑∴=== ρρ 11. Sebuah batu memiliki berat 30N di udara dan 21 N di dalam air. Besar massa jenis batu sama dengan … g/cm3 A. 9 B. 7,8 C. 3,33 D. 1,45 E. 0,3 Jawab : C 3 3 3 /33,3 109,0 30 9,0 101 2130 ?...:/1:21:30 cmg xgV W gVW cm xg WW VWWgVF cmgNWNW b u bu a au baubaa aau ===↑= = − = − =↑−== ==== ρρ ρ ρ ρρ 12. UMPTN 1993 Rayon C www.mhharismansur.com 6
- 4. Mekanika Sebuah benda tergantungdi atas permukaan air yang berlapiskan minyak dengan 50% volume benda di dalam air, 30% di dalam minyak dan sisanya berada di atas permukaan minyak. Jika massa jenis minyak 3 /8,0 cmgm =ρ , maka massa jenis benda tersebut … 3 / cmg A. 0,62 B. 0,68 C. 0,74 D. 0,78 E. 0,82 Jawab : C ?...;/1;/8,0 33 === bam cmgcmg ρρρ mV = volume minyak yang dipindahkan aV = volume air yang dipindahkan Benda setimbang, maka gaya berat benda sama dengan gaya angkat Archimedes oleh air dan minyak. 3 kg/m74,05,024,05,0)8,0(3,0)1%(50)8,0%(30 '' '' =+=+=+= +=↑+=↑+= b a b a m b m baammbbAmb V V V V gVgVgVFFgm ρ ρρρρρρ 13. UMPTN 1993 Rayon B Jarum dapat terapung pada permukaan air karena … A. massa jenis jarum lebih kecil daripada air B. massa jenis jarum lebih besar daripada air C. gaya apung Archimedes D. berat jenis jarum sama dengan berat jenis air E. tegangan permukaan air Jawab : E Massa jenis jarum lebih besar daripada massa jenis air seharusnya jarum tenggelam, jarum terapung karena tegangan permukaan air 14. SPMB 1993 Rayon C Sebuah es balok terapung di dalam bejana berisi air. Jika massa jenis es 3 /9,0 cmges =ρ dan massa jenis air 3 /1 cmgair =ρ , maka bagian es yang terendam dalam air adalah … A. 90% B. 75% C. 65% D. 25% E. 10% Jawab : A esaires VV ....;g/cm1;g/cm9,0 rendam 33 === ρρ www.mhharismansur.com air benda %30 %50 minyak 7
- 5. Mekanika esesesa eses a es esaaaesesa VVVVV VVVVgVgVFW %90%909,0 ,9,0 1 9,0 rendam =↑== ===↑=↑= ρ ρ ρρ 15. Sebongkahes terapung dilaut terlihat seperti gambar berikut. Jika massa jenis air laut 1,2 g/cm3 dan massa jenis es 0,9 g/cm3 , maka volume air laut sama dengan … volume yang muncul A. 2 kali C. 4 kali E. 6 kali B. 3 kali D. 5 kali Jawab : B aL es esaLesesaLaLa munculalesaL xVVgVgVWF VVcmgrcmgr ρ ρ ρρ ρρ =↑=↑= === ....;/9,0;/2,1 33 munculaL muncul aL esesesmunculesesaL VV V V VVVVVxVV 33 4/1 4/3 4 1 4 3 4 3 2,1 9,0 =↑∴== =−=↑== 16. UMPTN 2001 Rayon B Sepotong mata uang logam jika dicelupkan dalam fluida A dengan 3 /8,0 cmg mengalami gaya ke atas sebesar AF dan jika dicelupkan dalam fluida B dengan 3 /7,0 cmg mengalami gaya ke atas sebesar BF . Perbandingan kedua gaya tersebut BA FF / bernilai … A. 8/14 B. 4/7 C. 7/8 D. 7/6 E. 8/7 Jawab : E ==== →= →= 7 8 7,0 8,0 ?... /7,0 /8,0 3 3 B A B A B A BB AA F F F F Fcmg Fcmg ρ ρ ρ ρ 17. Suatu bak yang tingginya 80 cm terisi penuh suatu zat cair yang massa jenisnya 0,5 gr/cm3 . Besar tekanan hidrostatisnya pada dasar bak … N/m2 . (g=10 m/s2 ) A. 2000 B. 3000 C. 4000 D. 5000 E. 6000 www.mhharismansur.com Gunung es Laut 8
- 6. Mekanika Jawab : C 23 333 N/m40008,010)105,0( ?...:kg/m105,0gr/m5,0:m8,0cm80 === ===== xxxghP Pxh ρ ρ 18.Perhatikan diagram berikut ini : Didalam 2 bejana disamping masing-masing berisi zat cair yang perbandingan massa jenisnya 4:5: =BA ρρ . Titik pada bejana A yang mempunyai tekanan sama dengan titik P pada bejana B … A. (5), H5 = 8 cm B. (4), H4 = 10 cm C. (3), H3 = 12 cm D. (2), H2 = 16 cm E. (1), H1 = 20 cm Jawab : D<>Ketentuan bahwa 4:5:4:5: == BABA PPρρ Tekanan A sama dengan B cmxhhcmh hhhhhghghPP bab bb b b ab a b abbaaba 162020 5 4 5 4 5 4 4 5 ===↑= ==↑=↑=↑= ρ ρ ρ ρ ρρ 19. Sebuah tabung U berisi zat cair, pada salah satu ujung tabung diberi gaya penghisap 20 N dengan luas 30cm2 (berat dan gesekan diabaikan). Agar penghisap tetap seimbang maka gaya tekan pada ujung yang luasnya 900 cm2 adalah … N A. 150 B. 400 C. 600 D. 1200 E. 2400 Jawab : C N A A FF A A FF A F A F FcmAcmANF 600 30 900 20 ?...:900:30:20 1 2 12 1 2 12 2 2 1 1 2 2 2 2 11 = = =↑ =↑= ==== 20. Sebuah benda bermassa 10 kg dan massa jenisnya 5 gr/cm3 (g=10m/s2 ). Maka gaya keatas yang dialami benda adalah …N A. 20 N B. 50 C. 100 D. 200 E. 500 Jawab : A www.mhharismansur.com 1 2 3 5 A 4 20cm B P 20cm 9
- 7. Mekanika Nxxg m xgVFa b b aba 2010 5000 10 1000 ==== ρ ρρ 21.Drum yang memiliki volume rata-rata 450 liter digunakan untuk membuat jembatan. Jika setiap drum menopang gaya 1500 N, maka bagian yang tercelup sebesar … bagian A. 3/4 B. 2/3 C. 1/2 D. 1/3 E. 1/4 Jawab : D bagian 3 1 45,0 15,0 m15,0 101000 1500 bagian......:45,0450:1500 tercelup 3 tercelup 3 ===↑∴=== ==== b a a a b V V V xg Fa V VmltVNFa ρ 22. UMPTN 1989 Rayon B Sebuah balon dengan diameter 10m berisi udara panas. Kerapatan dalam bola adalah 75% kerapatan udara luar (kerapatan udara luar 3 /3,1 mkg ). Besar massa total maksimum penumpang dan beban yang masih dapat diangkat balon tersebut adalah …kg( 2 /10 smg = ) A. nol B. 1,3 C. 170 D. 510 E. 680 Jawab : C VVm VmgVgVgm FgmgmFWFWF mk RD udaraudaraudarab gasudarabudaragasb AgbAA ρρρ ρρρρ ρ ρρρ 4 1 4 3 b 3 udara udara4 3 udaragas )( )( 00 ?....,g/m3,1 )cm5(cm10;%75 =−= −=↑=+ =+↑=↑=−↑= == ==== ∑ kgRmRV b 08,170)5)(14,3)(3,1())(3,1(; 3 3 13 3 4 4 13 3 4 ===↑∴= ππ 23. Sepotong balok volume 2 m3 dimasukkan kedalam air. Jika massa balok itu 1400 kg, maka volume balok yang tercelup ke dalam air adalah … m3 A. 0,6 B. 0,8 C. 1,0 D. 1,2 E. 1,4 Jawab : C ?...;/1000;1400;2 33 ==== xabb VmkgkgmmV ρ (tercelup dalam air) 33 /700 2 1400 14002 mkg V m kgmmV b b bbb ===↑=↑= ρ www.mhharismansur.com gas gmm gb )( + gas balon udara 10
- 8. Mekanika 3 112 1000 2700 2)( )( m xV VV V VV VVVgVgVWFVVV a bb bx a bb xb bbxbabbaaaxba =−=−=−=∴=− =−↑=↑=↑−=∴ ρ ρ ρ ρ ρρρρ 24. Sipenmaru 1988Kode 71 Sebuah logam C yang merupakan campuran dari logam A dan logam B, bermassa 20 gram jika ditimbang diudara; sedangkan jika ditimbang di dalam air 185 gram. Jika kerapatan logam A 3 /20 cmgA =ρ , kerapatan logam B 3 /10 cmgB =ρ dan kerapatan air 3 /1 cmgair =ρ , maka massa logam A …gr A. 15 B. 30 C. 66,67 D. 100 E. 133,33 Jawab : D ?...,185)( gr200)(;g/cm10;g/cm20;g/cm20 333 == ==== AC CairBA mgrairm udaramρρρ Besarnya gaya ke atas diperoleh dari 3 airairogam )()( cm15 )1( g.dyne15 .dyne15:maka?,... dyne.15)185()200( == =↑===↑ =−=−= g V ggVgVFVVvolume gggWWF C CCACl airCudaraCA ρρ Maka massa logam A adalah : gram100520:maka 55015020010)15(1020020 )( 3 == =↑=−=↑−−= −−=↑−=↑−= xm cmVVVV VVmVVmVmmm A AAAA ACBCAABBCAABCA ρρρρ 25. PPI 1981 Apabila pipa barometer diganti dengan pipa yang luas penampangnya dua kali nya, maka pada tekanan udara luar 1 atm tinggi air raksa dalam pipa …cm A. 19 B. 38 C. 76 D. 114 E. 152 Jawab : C Tekanan raksa pada barometer merupakan tekanan hidrostatis, maka tidak tergantung pada luas penampang, tetapi pada ketinggian air raksa dalam tabung. Dalam hal ini tekanan udara setara dengan tinggi air dalam pipa sebesar 76cmHg 26. UMPTN 1989 Rayon B www.mhharismansur.com 11
- 9. Mekanika Gambar berikut menunjukkansebatang pipa kaca berisi udara. Ujung pipa atas tertutup, sedangkan ujung bawah tertutup oleh air raksa yang tingginya 10cm. Jika tekanan udara di luar 76cmHg, maka tekanan udara didalam pipa kaca adalah …cmHg A. nol C. 66 E. 86 B. 10 D. 76 Jawab : C cmHgPPPPPPP PcmHgPcmHgP HgHg Hg 661076 ?...:10:76 00 0 =−=↑−=↑+= === 27. Sebuah kolam renang dalamnya 5,4 meter berisi penuh air ( 23 /10,/1 smgcmgr ==ρ ), maka tekanan hidrostatis suatu titik pada 50 cm adalah …kPa A. 3,5 B. 4,5 C. 49 D. 54 E. 5,4 Jawab : C kPaxxxhhghgghP Pcmhmhsmgcmgr 491049)5,04,5(101000)( ?...;50;4,5;/10;/1 3 1 1 23 ==−=−=∆== ===== ρρρ ρ 28. SPMB 2003 Regional I kode 721 Penghisap mempunyai luas penampang 2 cm75,0 yang bergerak bebas tanpa gesekan sehingga dapat menekan pegas sejauh x. Jika konstanta pegas 75 N/m dan massa jenis zat cair 3 500kg/m . Maka x adalah …cm A. 0,4 B. 0,5 C. 0,6 D. 0,7 E. 1 Jawab : A ?...,N/m75);1(kg/m500;cm75,0 32 ===== xkmhA ρ cm5,0m105 75 )1075,0)(1)(10)(500( 3 4 ==== − − x x k ghA x ρ 29. UMPTN 1997 Rayon A kode 32 www.mhharismansur.com udara cm10 cmHg10 ?...=P cmHgP 760 = m1 P ?...=x 12
- 10. Mekanika Untuk menentukan massajenis zat cair dirangkai alat seperti pada gambar di bawah ini. Penghisap P dapat bergerak bebas dengan luas penampang 2 1cm . Jika konstanta pegas 100 N/m dan pegas tertekan sejauh 0,4cm. Maka massa jenis zat cair adalah… (dalam 3 / mkg ) A. 400 C. 750 E. 1000 B. 500 D. 800 Jawab : A cm4,0,N/m100);m1?(...;cm1 2 ===== xkhA ρ Pada gambar tersebut terjadi keseimbangan gaya yaitu gaya pegas dengan gaya hidrostatis, maka besarnya ρ adalah : 3 4 3 4 2 kg/m400 )10)(1( )104)(10( )10)(1)(10( )104,0)(100( ==== − − − − xx ghA kx ρ 30. Sebuah pipa memancarkan air dengan kecepatan 80cm/s dengan debit scm /30 3 hingga menerpa dinding. Setelah mengenai dinding, air bergerak sejajar dinding seperti terlihat pada gambar. Bila massa 3 1cm adalah 1 gram, besar gaya yang dialami dinding adalah …N A. 0,024 B. 0,048 C. 0,24 D. 0,36 E. 2,4 Jawab : A ?...,gr1;cm1;cm/s80;/scm30 33 ===== FmVvQ Gaya yang diperoleh berbanding lurus dengan kecepatan fluida dan berbanding terbalik dengan perubahan waktu (ingat impuls sebanding dengan momentum), maka : NNxxxvQF vQv t V t vV FvVvmtF FgrmcmVscmvscmQ 024,01024)1080)(1030)(10( )(. ?...,1,1;/80,/30 3263 33 ===∆= ∆=∆ ∆ = ∆ ∆ =→∆=∆=∆ ===== −−− ρ ρρ ρ ρ 31. UMPTN 1995 Rayon C kode 42 Kenaikan permukaan fluida yang cekung dalam kapiler berbanding lurus dengan pertambahan : 1. sudut kontak permukaan fluida 3. massa jenis fluida 2. jari-jari kapiler 4. tegangan permukaan fluida Jawab : 4 saja (D) www.mhharismansur.com m1 P ?...=ρ cm4,0=x 13
- 11. Mekanika Kenaikan zat zairdalam pipa kapiler γ ρ θγ ∞→= h gr h cos2 ;γ = tegangan permukaan fluida 32. Karena pengaruh tegangan permukaan maka zat cair cenderung untuk… A. Memperluas pemukaannya D. Bersifat stasioner B. Bersifat kompersibel E. Memperkecil sudut kontaknya C. Memperkecil luas permukaannya Jawab : C 33. Yang bukan termasuk factor-faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya zat cair didalam pipa kapiler adalah … A. Tegangan permukaan B. Massa jenis zat cairnya C. Diameter pipanya D. Volume zat cairnya E. Sudut kontak permukaan zat cair dengan dinding pipa Jawab : D gr h ρ θγ cos2 = www.mhharismansur.com γγ θ h 14